Verfahren und Anordnung zur Verknüpfung von Operanden variabler Länge in Datenverarbeitungsanlagen

Abstract

 Zur Verknüpfung zweier innerhalb von Eingangsinformationen (INF1 und INF2) bereitgestellter digitorientierter Operanden (OP1 und OP2) mit variabler Länge durch eine Verknüpfungseinheit (ALU) in Verbindung mit einer Übertragsvorhersageeinrichtung (CLA) aufweisenden Verknüpfungsanordnung werden die Operanden (OP1 und OP2) zueinander lagen-und durch Auffüllen mit Null des kürzeren Operanden auf die Länge des anderen Operanden längenangepaßt, und an nicht zum gültigen Operandenbereich gehörenden Stellen, gekennzeichnet durch eine Auswahlinformation (DIGEN), der Übertragsvorhersageeinrichtung (CLA) derart abgeänderte Hilfssignale (G; , P; ) anstelle der ursprünglich von den Verknüpfungskomponenten der Verknüpfungseinheit (ALU) erzeugten Hilfssignale zugeführt, die ihr maximalwertermittelnde Verknüpfungskomponenten vortäuschen und sie dadurch veranlassen, einen am Übertragseingang (C_o) der Verknüpfungseinheit (ALU) anliegenden Übertrag bis an die erste Stelle des gültigen Operandenbereichs und einen bei der Verknüpfung entstehenden Übertrag an der letzten Stelle des gültigen Operandenbereichs bis an den Übertragsausgang (C₄) der Verknüpfungseinheit (ALU) weiterzuleiten. Die Auswahlinformation (DIGEN) wird weiter zur Bildung einer die Verknüpfung abschließenden Ergebnisinformation verwendet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Verknüpfung von Operanden variabler Länge in Datenverarbeitungsanlagen entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

[0002] Eine der hauptsächlichsten Aufgaben eines Zentralprozessors innerhalb einer Datenverarbeitungsanlage ist die arithmetische und logische Verknüpfung von Operanden und das Bereitstellen der Ergebnisse. Die Verarbeitungseinheit eines Zentralprozessors besteht im wesentlichen aus zwei Registern und einer arithmetisch/logischen Verknüpfungseinheit ALU, die über Datensammelwege miteinander verbunden sind. Der für die Verknüpfung zweier Operanden notwendige Verarbeitungszyklus umfaßt in der Regel das Lesen der Operanden aus den Registern, die Verknüpfung in der arithmetisch/logischen Verknüpfungseinheit und den anschließenden Transfer des Ergebnisses in ein Zielregister. Dieser Ablauf ist relativ problemlos, wenn die Operandenlänge mit der Breite der Register und der arithmetisch/logischen Verknüpfungseinheit übereinstimmt. Probleme ergeben sich jedoch bei Operanden, die unterschiedliche Längen aufweisen. In den Fällen, in denen die Operanden länger als die Verarbeitungsbreite der arithmetisch/logischen Verknüpfungseinheit sind, werden die Operanden in kleinere, der Verarbeitungsbreite der Verknüpfungseinheit angepaßte Einheiten unterteilt und nacheinander verarbeitet. Bei kürzeren Operanden als die Verarbeitungs breite der Verknüpfungseinheit kann die Einspeisung bzw. der Abgriff eines bei der Verknüpfung zu berücksichtigenden Übertrages, weil Lage und Länge der Operanden und des Verknüpfüngsergebnisses nicht eindeutig festliegen, nicht ohne weiteres an der niedrigstwertigen bzw. höchstwertigen Stelle der Verknüpfungseinheit, also an den Rändern der Verknüpfungseinheit, erfolgen, sondern muß innerhalb der Verarbeitungsbreite der Verknüpfungseinheit an allen Stellen möglich sein. Nach der Verarbeitung kürzerer Operanden ist ein Überschreiben des Zielregisters in voller Breite und damit die Erzeugung einer Ergebnisinformation in einem Arbeitsgang mit dem Ergebnisoperanden meist nicht möglich.

[0003] Die wahlfreie Einspeisung bzw. der Abgriff eines Übertrages an beliebiger Stelle der Verknüpfungseinheit ist z.B. durch einen strukturierten Aufbau der Verknüpfungseinheit mit kleineren, jeweils einen Übertragseingang und einen Übertragsausgang aufweisenden Verknüpfungskomponenten möglich. Die Verknüpfungskomponenten können dabei so ausgelegt sein, daß die Verknüpfungsgrößen mit einer Bitstelle oder mit mehreren Bitstellen, also Bitstellengruppen, miteinander verknüpfen. Aus kleineren Verknüpfungskomponenten aufgebaute Verknüpfungseinheiten werden insbesondere im Zusammenwirken mit Übertragsvorhersageeinrichtungen verwendet, wobei der Übertragsausgang ersetzt ist durch Ausgänge für Hilfssignale, die der Übertragsvorhersageeinrichtung zugeführt und der Bildung der Übertragssignale für die einzelnen Verknüpfungskomponenten zugrundegelegt werden. Der Gebrauch und die Arbeitsweise einer struktuiert aufgebauten Verknüpfungseinheit in Verbindung mit einer Übertragsvorhersageeinrichtung ist unter anderem dem Buch "Computer Arithmetic", K. Hwang, John Wiley and Sons, Inc., zu entnehmen, in dem die Hilfssignale mit Carry Propagate und Carry Generate bezeichnet sind.

[0004] Eine andere Lösung des gleichen Problems besteht darin, die Verknüpfungseinheit durch Maskeneinrichtungen, denen jeweils ein Operand der zu verknüpfenden Operanden vor der Verknüpfungseinheit zugeführt wird, funktionell zu verkürzen, indem die eine Maskeneinrichtung operationsabhängig steuerbar ist und nicht zum Operanden gehörende Verknüpfungsgrößen bei einer Addition in den Höchstwert, bei vierstelligen Verknüpfungsgrößen z. B. "1111" bei einer Binäraddition bzw. "1001" bei einer Dezimaladdition, und bei allen anderen Verknüpfungsoperationen in den Niedrigstwert, und die andere Maskiereinrichtung nicht zum Operanden gehörende Verknüpfungsgrößen in den Niedrigstwert umwandelt. Dadurch wird ein am Rand der Verknüpfungseinheit anliegender Übertrag bis zum Anfang des gültigen Operandenfeldes und ein Ausgangsübertrag vom Ende des Operandenfeldes bis zum Übertragausgang der Verknüpfungseinheit weitergeleitet. Eine Verknüpfungsanordnung mit einem solchen Lösungsprinzip ist in der DE-PS 30 40 931 beschrieben. Beide Lösungsarten benötigen jedoch einen großen Hardwareaufwand und eine umfangreiche Taktsteuerung der Hardware, die die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Verknüpfungseinheit verlangsamen.

[0005] Das Problem der Erzeugung einer Ergebnisinformation in einem Zielregister, die aus dem Ergebnisoperanden an Stelle des Verknüpfungsoperanden und aus den nicht zum Verknüpfungsoperanden gehörenden Informationsteilen einer Eingangsinformation zusammengesetzt ist, wird bisher dadurch gelöst, daß entwe- .der mit einer komplizierten Taktsteuerung der Ergebnisoperand partielle in eines der Register als Zielregister rückgeschrieben wird oder daß in einem dem Zielregister vorgeschalteten aufwendigen Ergebnisaufbereitungsregister der Ergebnisoperand zunächst zu einer Ergebnisinformation mit Breite des Zielregisters aufbereitet und dann die gesamte Ergebnisinformation rückgeschrieben wird. Dazu wird die Eingangsinformation, deren Verknüpfungsoperand durch den Ergebnisoperanden ersetzt werden soll, vor Beginn der Verknüpfung in das Ergebnisaufbereitungsregister geschriebn und nach erfolgter Verknüpfung der Verknüpfungsoperand durch den Ergebnisoperanden ersetzt. Beide Arten der Erzeugung einer Ergebnisinformation in einem Zielregister erfordern wiederum einen erheblichen Aufwand an Hardware und an Taktsteuerungen für die Hardware.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zur Verknüpfung zweier Operanden mit abweichender Länge von der konstanten Verarbeitungsbreite einer Verknüpfungseinheit anzugeben, die insgesamt wenig Hardwareaufwand und wenig Steuerungsaufwand für die Hardware erfordert und die die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Verknüpfungseinheit nicht verlangsamt.

[0007] Diese Aufgabe wird ausgehend von einer eine Verknüpfungseinheit in Verbindung mit einer Übertragsvorhersageeinrichtung aufweisenden Anordnung für das Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

[0008] Das Verfahren nützt dabei die Arbeitsweise der Übertragsvorhersageeinrichtung zur funktionellen Längeneinstellung der Verknüpfungseinheit aus, die parallel von jeder Verknüpfungskomponente der Verknüpfungseinheit in Abhängigkeit jeweils korrespondierender Verknüpfungsgrößen Hilfssignale bekommt und rückwirkend jede einzelne Verknüpfungskomponente unter Berücksichtigung der Hilfssignale jeweils vorausgehender Verknüpfungskomponenten und unter Berücksichtigung eines an der niedrigstwertigen Verknüpfungskomponente, also am Rand der Verknüpfungseinheit, anliegenden Übertrages mit einem eigenen Übertragssignal versorgt. Der Übertragsvorhersageeinrichtung werden an nicht zum gültigen Operandenbereich gehörenden Stellen derart abgeänderte Hilfssignale zugeführt, die ihr unabhängig von der Aussage der ihr ursprünglich zugedachten Hilfssignale an diesen Stellen maximalwertermitteinde Verknüpfungskomponenten vortäuschen und die Übertragsvorhersageeinrichtung veranlassen, einen am Übertragseingang der Verknüpfungseinheit anliegenden Übertrag bis an die erste Stelle des gültigen Operandenbereiches und einen bei der Verknüpfung entstehenden Übertrag an der letzten Stelle des gültigen Operandenbereichs bis an den Übertragsausgang der Verknüpfungseinheit weiterzuleiten. Zur Kennzeichnung des gültigen und nicht gültigen Operandenbereichs dient eine von der die Arbeitsfunktion der Verknüpfungseinheit festlegenden Steuerinformation abgeleitete Auswahlinformation.

[0009] Zur Verknüpfung der Operanden müssen die Operanden vorher zueinander längen-und lagenangepaßt sein. Das geschieht in einer an sich bekannten Operandenaufbereitungseinrichtung, wobei es aufgrund des Verfahrens gemäß der Erfindung vorteilhaft ist, daß bei unterschiedlich langen Operanden der kürzere Operand nur bis auf die Länge des längeren Operanden durch Auffüllen mit Null anzupassen ist.

[0010] Insgesamt ergibt sich bei arithmetischen Operationen eine einfache Behandlung der Eingangs-und Ausgangsüberträge. ohne eine aufwendige Hardware und ohne eine aufwendige Taktsteuerung für die Hardware verwenden zu müssen. Außerdem wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit nicht verlangsamt.

[0011] Die zur Kennzeichnung nicht zum gültigen Operandenbereich gehörender Stellen verwendete Auswahlinformation wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch zur Auswahl der zur Ergebnisinformation benötigten Informations teile aus einer der Eingangsinformationen und der Verknüpfungsinformation und zum Zusammenschalten dieser Informationsteile zur Ergebnisinformation mittels eines das Ergebnis unmittelbar bereitstellenden einfachen Auswahlschalters verwendet. Die dadurch nach der Verknüpfung automatisch entstehende vollständige Ergebnisinformation in Breite des Zielregisters benötigt nur einen einzigen Rückschreibtakt, um in das Zielregister zu gelangen. Auf diese Weise ist eine aufwendige Taktsteuerung für partielles Rückschreiben und ein gesondertes Ergebnisaufbereitungsregister zum Aufbereiten des Verknüpfungsergebnisses zu einer Ergebnisinformation nicht notwendig.

[0012] Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens weist einen in die Übertragungsstrecke der Hilfssignale zwischen Verknüpfungseinheit und Übertragsvorhersageeinrichtung zwischengeschalteten Steuerinformationswandler, der in Abhängigkeit von der Auswahlinformation an nicht im gültigen Operandenbereich liegenden Stellen einfach feste logische Werte für die Übertragsvorhersageeinrichtung erzeugt, sowie einen ebenfalls von der Auswahlinformation gesteuerten Auswahlschalter zum Auswählen der an der Ergebnisinformation beteiligten Informationsteile aus einer Eingangsinformation und aus der Verknüpfungsinformation und zum Zusammenschalten dieser Informationsteile zu einer Ergebnisinformation in Breite des Zielregisters auf.

[0013] Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel sei nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

[0014] Im einzelnen zeigt :

FIG 1 das Blockschaltbild einer Anordnung zum Verknüpfen von Operanden variabler Länge gemäß der Erfindung und

FIG 2 ein Verknüpfungsbeispiel zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach FIG 1.

[0015] FIG 1 zeigt eine Verknüpfungsanordnung VA zur Verknüpfung zweier digitorientierter Operanden mit innerhalb der Verarbeitungsbreite der Verknüpfungsanordnung variabler Lage und Länge. Bei dem Aüsführungsbeispiel beträgt die Verarbeitungsbreite 16 Bit, aufgeteilt in vier Digitgruppen zu je vier Bit. Damit kann die Verknüpfungsanordnung VA Operanden mit den Längen von einem Digit bis zu vier Digits verarbeiten, die an beliebigen Digitgrenzen beginnen und enden können. Jedes Digit der zu verknüpfenden Operanden stellt dabei eine Verknüpfungsgröße dar.

[0016] Im Mittelpunkt der Verknüpfungsanordnung VA steht eine an sich bekannte arithmetisch/logische Verknüpfungseinheit ALU in Verbindung mit einer ebenfalls an sich bekannten Übertragsvorhersageeinrichtung CLA. Die arithmetisch/logische Verknüpfungseinheit ALU ist aus mehreren Verknüpfungskomponenten aufgebaut, die jeweils zwei korrespondierende Verknüpfungsgrößen der zu verknüpfenden Operandeninformationen OP1 und OP2 miteinander verknüpfen. Eine Verknüpfungsgröße kann dabei eine Bitstelle oder mehrere Bitstellen umfassen. Jede Verknüpfungskomponente weist zwei gesonderte Steuersignalausgänge

und

, die für die Hilfssignale Carry Generate und Carry Propagate stehen, sowie einen Übertragungseingang C₁ für die Steuerinformation Carry auf. Die Hilfssignale

werden von den Verknüpfungskomponenten gesetzt, wenn aufgrund Verknüpfungsgrößen ein von der Verknüpfungskomponente nicht mehr verarbeitbares Ergeb nis entsteht, während die Hilfssignale

gesetzt werden, wenn das Ergebnis dem von der Verknüpfungskomponente gerade noch verarbeitbaren Maximalwert, ohne einen Übertrag am Übertragseingang C_i zu berücksichtigen, entspricht. Ein in diesem Fall noch hinzukommender Übertrag übersteigt die Verarbeitungskapazität der Verknüpfungskomponente. Es gilt:

für einstellige Verknüpfungskomponenten i, und

für mehrstellige Verknüpfungskomponenten i.

[0017] Dabei bedeuten:

i Index der Verknüpfungskomponente

j, m, n Laufvariablen

∨,∧ logisches ODER, UND

∨,∧ iteratives ODER, UND

P Hilfssignal Carry Propagate

G Hilfssignal Carry Generate

[0018] Die Hilfssignale

und P; werden der Übertragsvorhersageeinrichtung über den Steuerinformationswandler STIW zugeführt, der in FIG 1 durch den Auswahlschalter MUXA verkörpert wird. Der Auswahlschalter MUXA wird dabei von der Auswahlinformation DIGEN gesteuert. Ist durch die Auswahlinformation DIGEN kein eingeschränkter gültiger Operandenbereich gekennzeichnet, sind mithin sämtliche DIGEN-Signale "1", werden die von den Verknüpfungskomponenten der Verknüpfungseinheit ALU gelieferten Hilfssignale

und

durch den Steuerinformationswandler STIW hindurchgeschleust und direkt der Übertragsvorhersageeinrichtung CLA zugeführt. Sind durch die Auswahlinformation DIGEN Stellen als nicht zum gültigen Operandenbereich gehörig, also mit "0" gekennzeichnet, werden an diesen Stellen die Hilfssignale

und

für die Übertragsvorhersageeinrichtung CLA gesperrt und stattdessen die festen logischen Werte "0" für die Hilfssignale

und "1" für die Hilfssignale

an die Übertragsvorhersageeinrichtung CLA weitergegeben. Die Übertragsvorhersageeinrichtung CLA generiert dann mit den von den einzelnen Verknüpfungskomponenten erhaltenen Hilfssignalen

und

und dem am Übertragseingang Co der Verknüpfungseinheit ALU anliegenden Übertrag für jede Verknüpfungskomponente ein eigenes Übertragssignal C_i. Es gilt:







Allgemein gilt:

für einstellige Verknüpfungskomponenten i, und

für mehrstellige Verknüptungskomponenten i. i.

[0019] Extern wird der Verknüpfungseinheit ALU ein Übertrag über den Übertragseingang Co zugeführt und über den Übertragsausgang C₄ ausgegeben. Die Einzelergebnisse der Verknüpfungskomponenten werden in der Signalgruppe INF3 zusammengefaßt und weitergeleitet.

[0020] Weitere Bestandteile der Verknüpfungsanordnung VA sind ein der Verknüpfungseinheit ALU nachgeschalteter Auswahlschalter MUXB und eine der Verknüpfungseinheit ALU unmittelbar vorgeschaltete und in an sich bekannter Weise aufgebaute Operandenaufbereitungseinrichtung OPAE. Die Operandenaufbereitungseinrichtung OPAE ist bei diesem Ausführungsbeispiel in den Eingangszweig 2 zwischengeschaltet, sie könnte aber noch in den Eingangszweig 1 zwischengeschaltet sein. Eine weitere Alternative liegt in einer Anordnung der Operandenaufbereitungseinrichtung OPAE außerhalb der Verknüpfungsanordnung VA.

[0021] Die Operandenaufbereitungseinrichtung OPAE führt eine Längenanpassung der als Teil der Eingangsinformation INF1 und INF2 auftretenden zu verknüpfenden Operanden OP1 und OP2 aus, in dem sie den kürzeren der beiden Operanden auf die Breite des längeren Operanden mit Null auffüllt. In der Operandenaufbereitungseinrichtung OPAE wird weiter, falls erforderlich, eine gegenseitige Ausrichtung der Lagen der Operanden OP1 und OP2 innerhalb der Eingangsinformationen INF1 und INF2 ausgeführt. Die Ausrichtung der Lagen kann z. B. durch eine Operandenschiebeeinrichtung und die Längenanpassung z. B. durch eine Maskeneinrichtung erfolgen.

[0022] Zur Steuerung der Operandenaufbereitungseinrichtung OPAE wird eine außerhalb der Verknüpfungsanordnung VA erzeugte Steuerinformation ST-INF verwendet. Die nicht im Bild dar gestellte Erzeugung der Steuerinformaiton ST-INF erfolgt aufgrund der gerade abzuarbeitenden Mikrobefehle, in denen Lage und Länge der zu verarbeitenden Operanden OP1 und OP2 beschrieben sind. Aus der Steuerinformation ST-INF wird die Auswahlinformation DIGEN abgezweigt, die innerhalb der Verknüpfungsanordnung VA den Steuerinformationswandler STIW und den Auswahlschalter MUXB steuern. Die Auswahlinformation DIGEN kennzeichnet innerhalb der Verarbeitungsbreite jede zur Ergebnisbildung beitragende Verknüpfungsgröße mit einem Steuersignal DIGEN = "1 ", die zusammen die zu verknüpfenden Operanden OP1 und OP2 bilden. Verknüpfungsgrößen die nicht zur Ergebnisbildung beitragen, werden mit einem Steuersignal DIGEN = "0" gekennzeichnet.

[0023] Der der arithmetisch/logischen Verknüpfungseinheit ALU nachgeschaltete Auswahlschalter MUXB filtert unter Verwendung der Auswahlinformation DIGEN aus der Eingangsinformation INF1 die nicht zur Ergebnisbildung beitragenden, also die nicht zum Operanden OP1 gehörenden Informationsteile und aus dem Verknüpfungsergebnis INF3 den Ergebnisoperanden ERGOP heraus und bildet daraus die Ergebnisinformation INF4 in Breite des Zielregisters REGA. Die Komponenten des Auswahlschalters MUXB, die die Auswahlinformation DIGEN = "1" " erhalten, sperren die von der Eingangsinformation INF1 ankommenden Verknüpfungsgrößen und schalten stattdessen die entsprechenden Verknüpfungsgrößen der Ergebnisinformation INF3, insgesamt also den Ergebnisinformation ERGOP, durch und blenden auf diese Weise den Ergebnisoperanden ERGOP in die Eingangsinformationen INF1 ein.

[0024] Den Eingängen der Verknüpfungsanordnung VA unmittelbar vorgeschaltet sind die Eingangsregister REGA und REGB, in denen die als Teil der Eingangsinformationen INF1 und INF2 auftretenden zu verknüpfenden Operanden OP1 und OP2 bereitgestellt werden. Die Einzelregister REGA und REGB können durch Mehrfachregister ersetzt werden, von denen durch einen Auswahlmechanismus nach Bedarf jeweils ein Register ausgewählt wird. In dem Ausführungsbeispiel dient das Eingangsregister REGA gleichzeitig als Zielregister für die von der Verknüpfungsanordnung VA ermittelte Ergebnisinformation INF4. Es könnten aber auch das Eingangsregister REGB oder ein anderes Register mit entsprechender Verarbeitungsbreite als Zielregister benutzt werden.

[0025] Zusammengefaßt ergibt sich damit für die Anordnung nach FIG 1 folgender Arbeitsablauf:

Aus den Mikrobefehlen wird zur Steuerung der Verknüpfungsanordnung VA eine Steuerinformaiton ST-INF gebildet, aus der weiter eine Auswahlinformation DIGEN abgeleitet wird, die die zur Ergebnisbildung beitragenden Informationsteile und damit die miteinander zu verknüpfenden Operanden OP1 und OP2 innerhalb zweier Eingangsinformationen INF1 und lNF2 kennzeichnet. Im Falle zueinander in Lage und Länge nicht ausgerichteter Operanden OP1 und OP2 wird mittels einer von der Steuerinformation ST-INF gesteuerten Operandenaufbereitungseinrichtung OPAE eine Lagen-und Längenanpassung der Operanden OP1 und OP2 zueinander ausgeführt. Mit der aus der Steuerinformation ST-INF abgezweigten Auswahlinformation DIGEN werden dann über die Verarbeitungsbreite an nicht zum gültigen Operandenbereich gehörenden Stelle die von den Verknüpfungskomponenten nach einem bestimmten Muster erzeugten Hilfssignale

und

von einem Steuerinformationswandler STIW durch feste Werte ersetzt, die in der Verknüpfungseinheit ALU für die Verknüpfung eine funktionelle Längeinstellung bewirken. Mit dem der Verknüpfungseinheit ALU nachgeschalteten Auswahlschalter MUXB wird schließlich mit Hilfe der Auswahlinformation DIGEN die Ergebnisinformation INF4 durch Auswählen der entsprechenden Informationsteile aus einer der Eingangsinformationen INF1 oder INF2 und dem Verknüpfungsergebnis INF3 zusammengestellt.

FIG 2 zeigt ein Verknüpfungsbeispiel für eine hexadezimale Addition. Ausgehend von den beiden Information INF1 und INF2 der beiden Operandenregister REGA und REGB mit den Operanden OP1 und OP2 werden die Operanden OP1 und OP2 durch die Steuerinformation DIGEN gekennzeichnet. Über die Operandenaufbereitungseinrichtung OPAE werden die gekennzeichnet Operanden OP1 und OP2 zueinander lagenausgerichtet und längenangepaßt. Anschließend werden die Eingangsinformationen OPA und OPB der Verknüpfungseinheit ALU zugeführt. Die einzelnen Verknüpfungskomponenten der Verknüpfungseinheit ALU generieren Hilfssignale

und

, die an nicht zum gültigen Operandenbereich gehörenden Stellen, gekennzeichnet durch die Auswahlinformation DIGEN = "0", in

= "0" und

= "1" umgewandelt werden. Der Übertragsvorhersageeinrichtung CLA sind damit maximalwertermittelnde Verknüpfungskomponenten vorgetäuscht, wodurch sie den am Übertragseingang Co der Verknüpfungseinheit ALU anliegenden Übertrag an die erste Stelel des gültigen Operandenbereichs und den an der letzten Stelle des gültigen Operandenbereichs auftretenden Übertrag an den Übertragsausgang Cs der Verknüpfungseinheit ALU weiterleitet. Das Verknüpfungsergebnis INF3 wird zu dem nachgeschalteten und mit der Eingangsinformation INF1 bereits versorg ten Auswahlschalter MUXB weitergeleitet, der den Ergebnisoperanden ERGOP in die Eingangsinformation INF1 einblendet und die Ergebnisinformation INF4 bildet.

Bezugszeichenliste

[0026] Verknüpfungsanordnung VA

[0027] Verknüpfungseinheit ALU

[0028] Übertragungsvorhersageeinrichtung CLA

[0029] Operandenaufbereitungseinrichtung OPAE

[0030] Verknüpfungsoperanden OP1, OP2

[0031] Carry-Generate-Hilfssignal G;,

[0032] Carry-Propagate-Hilfssignal P_;,

[0033] Carry-Steuerinformation C_i

[0034] Auswahlschalter A, B MUXA, MUXB

[0035] Steuerinformation ST-INF

[0036] Auswahlinformation DIGEN

[0037] ALU-Übertragseingang Co

[0038] ALU-Übertragsausgang C₄, Cs

[0039] Eingangsinformationen INF1, INF2

[0040] Verknüpfungsergebnis INF3

[0041] Ergebnisinformation INF4

[0042] Ergebnisoperand ERGOP

[0043] Register A, B REGA, REGB

Ansprüche

1. Verfahren zur Verknüpfung von Operanden (OP1, OP2) variabler Länge in Datenverarbeitungsanlagen durch eine arithmetisch/logische Verknüpfungseinheit (ALU) vorgegebener Arbeitsbreite in Verbindung mit einer Operandenaufbereitungseinrichtung (OPAE) für die die Operanden enthaltenden bereitsgestellten Eingangsinformation (INF1, INF2) und einer Übertragsvorhersageeinrichtung (CLA), wobei je Bitstelle (A₀/B₀ bis A _i/B_i) bzw. je Bitstellengruppe (

/

bis

/

) der beiden Operanden (OP1, OP2) Hilfssignalle

bzw.

gebildet werden, aus denen die Eingangsüberträge (C_i+1 bzw.

) für die jeweils nächsthöhere Bitstelle oder Bitstellengruppe entsprechend

abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verarbeitung von gegenüber der Verarbeitungsbreite der arithmetisch/logischen Verknüpfungseinheit (ALU) kürzeren Operanden (OP1, OP2) der jeweils kürzere Operand (z. B. OP2) auf die Länge des anderen Operanden (OP1) mit Null aufgefüllt und auf den anderen ausgerichtet wird, und daß die von den die einzelnen Verknüpfungsgrößen (z. B. Bits oder Digits zu je vier Bits) der Operanden bildenden Bitstellen (A_i/B_i) bzw. Bitstellengruppen (

/

) gelieferten Hilfssignale (P_i und G_i bzw.

und

) der nicht im gültigen Operandenbereich liegenden Verknüpfungsgrößen der beiden Eingangsinformation (INF1, INF2) jeweils feste logische Werte entsprechend P_i bzw.

= 1 und G bzw.

= 0 zugeordnet werden, die dann der Übertragsvorhersage durch die Übertragsvorhersageeinrichtung (CLA) zugrundegelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfssignale (P_i und G bzw.

und

) jeweils von der arithmetisch/logischen Verknüpfungseinheit (ALU) geliefert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder Verknüpfung zweier Operanden (OP1 und OP2) durch die arithmetisch/logische Verknüpfungseinheit (ALU) der dem längsten der beiden Operanden (z. B. OP1) entsprechende Ergebnisoperand (ERGOP) aus der Verknüpfungsinformation (INF3) der Verknüpfungseinheit (ALU) ausgeblendet und die freibleibenden Ergebnisteile durch die an der Verknüpfung nicht beteiligten Informationsteile der den bestimmenden Operanden (OP1) enthaltenen Eingangsinformation (INF1) ersetzt werden, bevor die so gebildete Ergebnisinformation (INF4) in ein Zielregister übertragen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlinformation (DIGEN) für die Bestimmung der mit festen Werten zu versehenen Hilfssignale (P_i und G_i bzw.

und

) und für die Auswahl der auf den Ergebnisoperanden (ERGOP) bezogenen Informationsteile von der die Arbeitsfunktion der Verknüpfungseinheit (ALU) festlegenden Steuerinformation (ST-INF) abgeleitet wird.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus zwei Registern (REGA, REGB) für die Aufnahme der die beiden Operanden (OP1 und OP2) enthaltenden Eingangsinformationen (INF1, INF2) einer Operandenaufbereitungseinrichtung (OPAE), Einrichtungen zur Erzeugung der Hilfssignale (P_i und G_i bzw.

und

) für die die einzelnen Verknüpfungsgrößern der Operanden (OP1, OP2) bildenden Bitstellen (A₀/B₀ bis A_i/B_i) bzw. Bitstellen^gru^ppen (

/

bis

/

) in Verbindung mit einer Übertragsvorhersageeinrichtung (CLA),
dadurch gekennzeichnet, daß in der Operandenaufbereitungseinrichtung (OPAE) durch die Längen-und Lageangaben der jeweiligen Steuerinformation (ST-INF) steuerbare Einrichtungen zur bündigen Ausrichtung der kürzeren Operanden (z. B. OP2) auf den längeren Operanden (OP1) und zur Auffüllung der freien Verknüpfungsgrößen des kürzeren Operanden (OP2) mit Null auf die Breite des längeren Operanden (OP1) vorgesehen sind und daß zwischen den die Hilfssignale (P_i und G_i bzw.

und

) liefernden Einrichtungen und der Übertragsvorhersageeinrichtung (CLA) ein Steuerinformationswandler (STIW) vorgesehen ist, der abhängig von einer die an der jeweiligen Verknüpfung durch die arithmetisch/logische Verknüpfungseinheit (ALU) beteiligten Verknüpfungsgrößen der beiden Operanden (OP1, OP2) festlegenden und aus der Steuerinformation (ST-INF) ableitbaren Auswahlinformation (DIGEN) steuerbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erzeugung der Hilfssignale (P_i und G_ibzw.

und

) Bestandteil der Verknüpfungseinheit (ALU) sind.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerinformationswandler (STIW) je Verknüpfungsgröße aus einem Auswahlschalter (MUXAO-MUXA31) mit jeweils zwei Informationseingängen besteht, von denen der eine Informationseingang mit den Hilfssignalen (P_j/G_i bzw. P^*_i /G^*_i) beaufschlagbar ist, während der andere Informationseingang mit den die festen logischen Werte (1/0) liefernden Festwertsignalen beschaltet ist, so daß abhängig von der Auswahlinformation (DIGEN) wahlweise die Hilfssignale oder die Festwertsignale zum Ausgang durchschaltbar sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der arithmetisch/logischen Verknüpfungseinheit (ALU) je Verknüpfungsgröße ein Auswahlschalter (MUXBO bis MUXB31) vorgesehen ist, von denen der eine Informationseingang mit dem korrespondierenden Ausgang der Verknüpfungseinheit (ALU) verbunden ist, während der andere Informationseingang mit dem korrespondierenden Ausgang des den Operanden liefernden Registers (z. B. REGA) verbunden ist, so daß abhängig von der Auswahlinformation (DIGEN) der eine oder andere Informationseingang zum Ausgang durchschaltbar ist und alle Auswahlschalter (MUXBO bis MUXB31) gleichzeitig die jeweilige Ergebnisinformation (INF4) für die Übertragung in das Zielregister liefern.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlinformation (DIGEN) je Verknüpfungsgröße der Verknüpfungseinheit (ALU) aus einem Steuerbit besteht.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungseinheit (ALU) aus den Verknüpfungsgrößen (z.B. Digits zu je vier Bits) der Operanden (OP1, OP2) entsprechenden Modulen zusammengesetzt ist.

Zeichnung